物理竞赛培训07(透镜成像及其规律).doc

长沙市望城金海学校 让每个生命闪光 第七讲 透镜及其成像规律的探究【知识补充】1、 当物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。此时像距小于物距，像比物小，物像异侧。应用：照相机、摄像机。2、 当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距， 成倒立、等大的实像。此时物距等于像距，像与物大小相等，物像异侧。3、 当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距， 成倒立、放大的实像。此时像距大于物距，像比物大，物像异侧。应用：投影仪、幻灯机、电影放映机。4、 当物距等于1倍焦距时，则不成像，成平行光射出。减小而减小。5、当物距小于1倍焦距时，则成正立、放大的虚像。此时像距大于物距，像比物大，物像同侧。应用：放大镜。6、透镜成像规律公式：【热身训练】例一：在做“研究凸透镜成像规律”的实验中，当烛焰、凸透镜及光屏处在如图所示的位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。由此可以判断，他所使用凸透镜的焦距 【 】A一定小于8cm B一定在8cm到10cm之间C一定大于20cm D一定在10cm到16cm之间【解析】若在光屏上得到清晰的像是放大的像，说明烛焰处于焦点和2倍焦距位置之间，焦距小于10cm；若在光屏上得到清晰的像是缩小的像，说明烛焰处于2倍焦距位置之外(物距大于2倍焦距)，成像在焦点与2倍焦距位置之间，焦距大于8cm；所以他所使用凸透镜的焦距一定在8cm到10cm之间，选项B正确。例二：在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当凸透镜、光屏和蜡烛火焰的位置如图所示时，光屏上能成一个清晰地像，则 【 】A.所成的像是正立缩小的实像 B.所成的像是倒立缩小的实像C.把蜡烛向左移动少许，光屏适当向左移动可得到更大的实像D.把蜡烛向右移动少许，光屏适当向右移动可得到更大的实像【解析】根据凸透镜成像规律，由图可知，蜡烛火焰位于焦点和2倍焦距位置之间，所成的像是倒立放大的实像，选项AB错误；把蜡烛向左移动少许，光屏适当向左移动可得到减小的实像，选项C错误；把蜡烛向右移动少许，光屏适当向右移动可得到更大的实像，选项D正确。例三：平面镜水平放置且镜面朝上，在镜面上方竖直放置一凸透镜，在凸透镜左侧主光轴上两倍焦距处有一点光源S,关于点光源在该光具组中成像情况的判断，正确的是 （ ）A两个实像，两个虚像 B两个实像，一个虚像C一个实像，两个虚像 D一个实像，三个虚像【解析】两倍焦距处点光源S通过凸透镜在凸透镜右侧两倍焦距处成一实像S1，在平面镜中成一虚像S2。S2通过凸透镜在凸透镜右侧两倍焦距上方成一实像S3。S1在平面镜中成一虚像S4。所以选项A正确。例四：在一个不透明的木板上，钻一个小孔。用眼睛通过小孔可以观察到一定的范围，如图所示。在小孔中嵌入一定形状的玻璃制品，可以扩大观察范围。则在图中的四个截面中能够获得最大观察范围的是 【 】【解析】：根据凹透镜对光线有发散作用可知在图中的四个截面中能够获得最大观察范围的是D。【突破训练】一、选择题1如图所示，F1、F2是凸透镜的焦点，S是放在凸透镜前的点光源，S是S经凸透镜所成的像。当光源S沿平行主轴的方向向透镜移动时(始终保持uf)，像S远离透镜移动的情况是 ( )A沿平行主轴方向。B沿O与S连线方向。C沿F2与S连线方向。D沿F1与S连线方向。2.小明在用可变焦的光学照相机（一种镜头焦距大小可根据需要发生改变的光学照相机)给小兰拍了一张半身照之后，保持相机和小兰的位置不变，又给小兰拍了一张全身照。关于这个过程对相机的调节，下列说法中正确的是 ( )A.焦距变大，像距也变大 B.焦距变小，像距也变小 C.焦距变大，像距变小 D.焦距变小，像距变大 3.一个物体到凸透镜的距离为30cm时，在光屏上得到一个放大的实像，若把物体沿凸透镜主轴移动到距凸透镜45cm处，则成像的情况一定是（）A放大的实像B等大的实像C缩小的实像D上述三种情况都可能4物体从距凸透镜12cm处移到距凸透镜20cm处，调整光屏的位置，总能在光屏上得到倒立放大的像，由此可知此凸透镜的焦距可能是（）A10cmB20cmC12cmD以上都不对5在做凸透镜成像实验时，当蜡烛距凸透镜15cm，在光屏上成放大的像，则下列说法中不正确的是（）A蜡烛距透镜40cm时，一定成缩小的实像B蜡烛距透镜18cm时，可能成放大的实像C蜡烛距透镜20cm时，一定成放大的实像D蜡烛距透镜6cm时，一定成放大的虚像6某幻灯机的镜头和幻灯片之间的距离可在10cm-20cm之间调节，现因原镜头损坏，则应选用下列哪一个元件做镜头（）A焦距为5cm的凸透镜B焦距为10cm的凹透镜C焦距为10cm的凸透镜 D焦距为20cm的凸透镜7.用照相机照相，人与照相机镜头的距离和底片到照相机镜头的距离分别是（）A大于2f,小于f B大于2f,小于2f，大于fC小于2f,大于f，大于2f D大于f,大于2f8.测绘人员绘制地图时，常常需要在高空的飞机上向地面照相，称为航空摄影，若要使用航空摄影照相机的镜头焦距为50mm，则底片到镜头间的距离为（）A100mm以外B50mm以内C略大于50mmD恰为50mm9放映幻灯时，在屏幕上得到的是幻灯片上图像的（）A 正立放大的虚像B正立放大的实像C倒立放大的虚像D倒立放大的实像10用一个凸透镜成像时，下面说法中正确的是（）A实像总是正立的、虚像总是倒立的 B实像和虚像都可能是放大或缩小的C成实像时，物体离凸透镜越近像越大 D成虚像时，物体离凸透镜越近像越大11一个物体放在凸透镜前时，在透镜的另一侧距离透镜20cm的光屏上得到了一个清晰放大的物体的像，若把物体移至透镜前20cm处，为了仍能在透镜另一侧光屏上得到清晰的像，则光屏的移动方向和所成像的大小为（）A光屏靠近透镜，成缩小的像B光屏靠近透镜，成放大的像C光屏远离透镜，成放大的像D光屏远离透镜，成缩小的像12.一个蜡烛位于凸透镜前，调节透镜和光屏位置可在光屏上呈现放大的清晰的像；若保持凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏的位置对调一下，则（）A在光屏上不再呈现像B在光屏上呈现等大的像C在光屏上呈现缩小的像 D在光屏上呈现放大的像13. 不论较近或较远的物体，对正常人来说都能使物像落在视网膜上，主要是因为（）A 视网膜可以前后移动调节B眼球的前后径能随意调节C瞳孔可以缩小或放大D晶状体的曲度可以调节14.如图所示在光具座上自左向右依次竖直放置一个凹透镜、一个凸透镜和一个平面镜，两个透镜的主光轴重合，凸透镜的焦距为f，此时两个透镜之间的距离为L。在凹透镜的左侧有一水平平行光束通过两个透镜后入射到平面镜上，经平面镜反射后，反射光恰能沿原来的光路返回，据此可判断凹透镜的焦距为( )A.f B.L C.f+L D.f-L21、 把一个薄玻璃板如图那样以球形割面切开,成为两个薄透镜,然后沿主轴分开一定的距离.如果一束平行光沿主轴投射到一个透镜上,以下说法正确的是( )(1) 平行光从凸透镜一边入射,经两个透镜折射后一定是会聚光束(2) 平行光从凸透镜一边入射,经两个透镜折射后可能是会聚光束,也可能是发散光束(3) 平行光从凹透镜一边入射,经两个透镜折射后一定是会聚光束 （A） 只有(2)正确 （B）只有(3)正确 （C）只有(1) (2)正确 （D）只有(2) (3) 正确22、如图所示，凸透镜的焦距为5cm，在凸透镜的左侧10cm处，有一个与主光轴垂直的物体AB，在凸透镜右侧15cm处放一个平面镜，镜面与凸透镜的主光轴垂直，则该光具组中，物体AB的成像情况是( )A一个正立实像，一个倒立实像，一个正立虚像B一个正立实像，一个倒立虚像，一个正立虚像C一个倒立实像，一个倒立虚像，一个正立虚像D一个正立实像，一个倒立实像，一个倒立虚像23、在不透光的箱内直立一根蜡烛，箱后壁是平面镜，前壁嵌有透镜，如图所示，箱长L。在这光具组中观察到蜡烛的两个像并且像的大小相等。其透镜的焦距是（ ）（A）1/2L (B)2/3 L (C)3/4L (D)L14.作图：是发光体，是它通过凸透镜成所的像.请画出凸透镜的位置并找出焦点二、填空题 图191如图24-19所示，两端开口的圆筒内嵌有一凸透镜，透镜主光轴恰好与圆筒中轴线重合。为了测出该透镜的焦距以及透镜在圆筒内的位置，小李同学做如下实验：在圆筒左侧凸透镜的主光轴上放置一点光源S，在圆筒右侧垂直凸透镜的主光轴固定一光屏，点光源S与光屏的距离为L。左右移动圆筒，当圆筒左端面距离点光源S为a时，恰好在光屏上成一个清晰的像；将圆筒向右水平移动距离b，光屏上又出现了一个清晰的像。则凸透镜和圆筒左端面的距离x为_，该透镜的焦距f为_。2.如图 19所示，一点光源位于金属圆筒内部轴线上A点。圆筒轴线与凸透镜主光轴重合，光屏与圆筒轴线垂直且距离透镜足够远。此时，点光源正好在光屏上形成一个清晰的像，测出此时凸透镜与圆筒右端面B的距离为L；向右移动凸透镜到适当位置，光屏上再次出现了清晰的像。由于光源位于圆筒的内部，无法直接测量出A与筒右端面的距离d，为了求出d的大小，在上述过程中还需要测量出的一个物理是 ；如果用N来表示该物理量的大小，则可以得出d= 。3.如图所示，不透光小圆盘P和小圆形发光面S的半径均为R，平行竖直放置，二者相距为2d。在它们正中间放置一个焦距为2d的凹透镜，透镜的主光轴通过P和S的圆心。在P的右侧相距d处，放置一平行于圆盘面的光屏M（足够大）。则不透光圆盘P在光屏M上形成的本影（发光面S发出的任何光线都不能进入该区域内）面积为_；不透光圆盘P在光屏M上形成的半影（发光面S发出的光线中只有部分能进入该区域内）面积为_。4.凸透镜的焦距为15cm，一物体放在透镜前，要得到放大率为3的虚像，则物体离透镜间的距离应为_cm。5.光源和光屏相距0.9m固定，将凸透镜放在它们之间某一位置时，屏上成一放大的像；把凸透镜移到另一位置时，屏上成一缩小的像。若第一次像的长度是第二次像的长度的4倍，则凸透镜的焦距为_m。6.某人通过焦距为9cm、直径6cm的凸透镜看报。此时眼睛距离报纸15cm，凸透镜距